Графит — очень мягкий, легкораскалываемый минерал, он хорошо поддаётся механической обработке. Какова кристаллическая решетка графита? При большом увеличении мы видим, что атомы углерода образуют что-то наподобие сотовых ячеек: отдельные плоскости, состоящие из шестиугольников, расположены рядами. Причём атомы одного ряда тесно связаны между собой, а связь между отдельными рядами — более слабая. Вот почему даже при легком нажатии кусочек графита ломается. По шкале Мооса твёрдость графита равна 1, а у алмаза — второй разновидности углерода — наивысшая твёрдость 10.
Кристаллически решети графита
Кристаллическая решетка алмаза
Семь основных групп кристаллических решеток
Чем это объясняется? Безусловно, кристаллической решеткой. В алмазе каждый атом углерода тесно связан с четырьмя соседними атомами, лежащими в вершинах правильной треугольной пирамиды (такая пирамида называется тетраэдром).
Ребята, обратите внимание на кристаллические решетки графита и алмаза, указанные ниже. Вы видите, что регулярное расположение атомов периодически повторяется в пространстве. Это значит, что если мы заглянем внутрь какого-нибудь кристалла, то в любом месте (сбоку, сверху или в центре) увидим такую же сеть атомов. Поэтому при описании строения какого-нибудь кристаллического тела можно рассматривать его наименьшую частичку, из которых как из кубиков можно построить целый большой кристалл. Физики охотно пользуются именно таким методом, а наименьшую частицу кристалла обычно называют элементарной ячейкой.
Ребята, вас, наверное, интересует, сколько существует видов кристаллических решеток. Конечно, очень много, но в зависимости от формы элементарной ячейки их объединяют в семь основных групп. Внешний вид элементарных ячеек показаны на приведенном рисунке. Вполне понятно, что в природе некоторые ячейки имеют посторонние примеси, т. е. инородные атомы, но от этого основные свойства частицы не меняются.
Чтобы лучше представить, как выглядят некоторые кристаллы, попробуйте построить из пластилина и спичек какую-нибудь модель кристаллической решетки. Интересно, получится ли у вас пространственная решетка графита или алмаза.
ПЕТР СЛОДОВЫ
Химия в нашем доме
Ребята, сминайте 100 г снега или льда в 88 г каменной соли — температура полученной смеси снизится до — 20 °C,
Если вы перемешаете 100 г снега или льда со 100 г азотнокислого калия, то температура смеси опускается до —30 °C.
Температура охлаждающей смеси, состоящей из 100 г снега (или льда) и 150 г гидрата хлористого кальция, доходит до —45 °C.
А как быть летом, когда нет снега и льда? В тёплое время года можно воспользоваться такими химическими соединениями, которые растворяясь в воде, поглощают тепло, способствуя тем самым снижению температуры воды от 18 до 35 °C. Разумеется, вода должна выть как можно более холодной, а указанные ниже соединения нужно брать в следующей пропорции (по весу):
— хлористый аммоний — 3:10
— азотнокислый натрий — 8:10
— азотнокислый аммоний — 10:10
— сернистый натрий + соляная кислота — 40:10
— роданистый аммоний или калий — 15:10
Во избежание больших потерь «холода» желательно приготовлять раствор в термосе. Закончив работу, вылейте раствор в выпарительную чашку и удалите из него воду. Вещество, оставшееся после выпаривания воды, можно вновь использовать для опытов.
Так называют разные смеси и химические соединения, после сжигания которых образуется очень много пепла. Стоит лишь зажечь маленький комочек вещества, как буквально на глазах он начинает набухать, расти, увеличиваясь в объёме иногда в 80 раз.
Ниже мы приводим два рецепта таких смесей.
а) Смесь с бихроматом.
В небольшой ступке поочерёдно разотрите следующие соединения:
— бихромат калия (К2Сr2О7) — 5 г
— азотнокислый калий (калийная селитра — KN3) — 2,5 г
— сахар (пищевой) — 1 г
Повторяем, что указанные компоненты смеси следует растирать не нее вместе, а каждый отдельно. Причем растерев одно соединение, необходимо тщательно вымыть ступку. Хорошо растёртые порошки высыпьте в выпарительную чашку, старательно перемешайте их. Затем накапайте туда несколько капель денатурата, чтобы получилось тестообразная масса. Еще мокрую массу переложите и узкую картонную формочку. Дайте высохнуть массе, из засохшей массы образуется твёрдый брусочек. Теперь зажгите его с одного конца спичкой. Брусочек очень медленно сгорает, при этом образуется огромное количество пепла. Описанный опыт очень прост и в тоже время производит большое впечатление на зрителей.